[发明专利]一种二氧化锆-铌耐高温层状复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种二氧化锆-铌耐高温层状复合材料的制备方法，包括的步骤：铌片的前处理、锆等离子注入、溶胶凝胶法在铌片表面提拉二氧化锆膜和高温烧结。本发明采用真空金属等离子注入技术，将锆金属元素按照一定能量和剂量注入到经过酸洗刻蚀处理的铌金属试片中，解决铌和二氧化锆原子大小和热膨胀系数等差异很大导致二氧化锆膜容易开裂的问题；采用锆溶胶凝胶溶液垂直提拉法在铌金属试片上覆盖二氧化锆膜；铌+二氧化锆薄膜共同高温退火烧结制备二氧化锆-铌层状复合材料。该复合材料直接将铌和二氧化锆层状复合，保留了二者耐高温的特性，在高温领域具有很好的应用潜力。

主权项

1.一种二氧化锆-铌耐高温层状复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、铌片的前处理：铌片经过打磨、去油处理、水洗、硝酸和氢氟酸配置的溶液刻蚀、清水超声；步骤二、锆离子注入：在强流金属离子注入机上将锆离子注入经过步骤一处理的铌片中，然后，在强流金属离子注入机的真空室中放置16小时后取出；步骤三、配置锆盐的溶胶凝胶溶液，所述锆盐的溶胶凝胶溶液的配方如下：步骤四、拉膜：将经过步骤二锆离子注入后的铌片作为基体，采用步骤三配置的锆盐的溶胶凝胶溶液在垂直拉膜机上用提拉法在基体上提拉两层二氧化锆膜，每提拉一层二氧化锆膜后依次进行分级干燥和预热处理，其中，分级干燥的温度分别为30℃和60℃，时间均为30min，预热处理的温度为300℃，时间为2h；步骤五、高温烧结：将步骤四得到的产物以5℃/min的升温速率升高至500℃，在500℃下保温20min，然后以250℃/h的升温速率上升到1450℃，在1450℃下保温1h，保温结束后随炉冷却，从而获得二氧化锆-铌耐高温层状复合材料。